[pt] O middleware Ginga e a linguagem NCL são padrões para autoria de aplicações multimídia para TV Digital. Alguns estudos concluiram que a linguagem NCL apresenta um alto grau de verbosidade. Tal fator aumenta a possibilidade do autor da aplicação escrever um código errado. Uma maneira para reduzir tais chances de erro consiste em reusar elementos que se repetem na estrutura do código. Na literatura, dentro do campo de multimídia, é comum usar templates pra tal finalidade. Templates descrevem famílias de documentos com estrutura lógica em comum. No contexto da web é comum a utilização de templates na criação de páginas HTML. Nesse caso, os templates podem ser executados tanto no lado cliente como no lado servidor. A proposta desse trabalho é trazer linguagens de template web e suas ferramentas de execução (engines) para o universo da TV Digital. A execução rodando no cliente (Ginga) permite a seus desenvolvedores fornecerem applicação baseadas em templates com conteúdo adaptável. / [en] Ginga middleware and NCL language are standards for multimedia applications authoring for Digital TV. Some studies have indicated that NCL language is highly verbose. Such a factor increases the possibility of coding errors introduced by application authors. These mistakes can be reduced by reusing repeated elements on the code. In the multimedia field, is common to use templates to achieve such a goal. Templates describe a family of logically structured documents. Template language insertion ends up reducing the number of lines of codes written and thus make the final document less error-prone. On the web, the scenario is common the template usage in HTML development. In this scenario, developers commonly use specific templates engines that can even run on the client-side, such as Jinja2 and Mustache. This work aims at bringing web templates support for the NCL development. By running on the client i.e., Ginga, developers can provide adaptable template-based content to developed applications.

[pt] Quando entregamos e apresentamos aplicações multimídia por meio de uma rede de comunicação, a latência de exibição pode representar um fator central e crítico que afeta a qualidade da apresentação multimídia. Na entrega de uma apresentação multimídia de boa qualidade o sincronismo é prevalecido, consequentemente, os conteúdos são exibidos de forma contínua, conforme as especificações do autor da aplicação. Nesta tese, um plano de pré-busca de conteúdos multimídia é proposto com o intuito de reduzir a latência de exibição e garantir o sincronismo entre os objetos de mídia que fazem parte da apresentação multimídia. O mecanismo proposto considera as aplicações multimídia desenvolvidas na linguagem declarativa NCL e utiliza a vantagem do sincronismo estar baseado em eventos, na determinação da ordem adequada de recuperação dos diferentes objetos de mídia e no cálculo dos seus tempos de início de recuperação. Aspectos importantes a serem considerados em um ambiente de pré-busca são levantados e os diferentes algoritmos que compõem o plano de pré-busca são desenvolvidos. / [en] When delivering and presenting multimedia applications through a communication network, the presentation lag could be a major and critical factor affecting the multimedia presentation quality. In a good quality presentation the synchronism is always preserved, hence all the contents are presented in a continue way according to the authoring specifications. In this dissertation, a multimedia content prefetching plan is proposed in order to minimize the presentation lag and guarantee the synchronism between the media objects, which constitute the multimedia application. The proposed mechanism regards the multimedia applications developed using the NCL declarative language and it uses the events based synchronism advantage to determinate the ideal retrieval order of the media objects and to calculate their start retrieval times. Furthermore, important issues to be considered in a prefetch ambient are raised and the different algorithms that belong to the prefetching plan are developed.

[pt] Este trabalho está inserido no contexto de ambientes de autoria e execução hipermídia, sendo as linguagens declarativas para autoria de documentos o seu foco principal. Tendo-se como objetivo aumentar a expressividade e o reuso na especificação de documentos hipermídia, este trabalho introduz as linguagens XSMIL e NCL - Nested Context Language - versão 2.1. Utilizando- se o conceito de templates, X-SMIL permite a definição de novas semânticas para composições SMIL, além dos tradicionais elementos seq, par e excl. Templates, em X-SMIL, são especificados em um perfil de XTemplate, que estende a idéia original da linguagem XTemplate de NCL. Com base nas novas facilidades para definição de templates, esse perfil foi usado para especificar a linguagem NCL 2.1. X-SMIL também permite a especificação de conectores hipermídia, tratando relações hipermídia como entidades de primeira classe - funcionalidade incorporada em XSMIL pelo uso do módulo XConnector de NCL. Outro objetivo deste trabalho é o de apresentar um framework para o processamento de documentos XML. Utilizando-se esse framework, diversos compiladores foram implementados, o que possibilitou, entre outras funcionalidades, a conversão de documentos NCL em especificações SMIL ou X-SMIL e vice-versa. / [en] This work is related to hypermedia authoring and execution environments, and its main focus is declarative document authoring. Aiming at improving the expressiveness and reuse in the specification of hypermedia documents, this work introduces the hypermedia authoring languages X-SMIL and NCL - Nested Context Language - version 2.1. Exploiting the concept of templates, X-SMIL allows the definition of new semantics for SMIL compositions, besides its usual seq, par and excl elements. X-SMIL templates are specified using an XTemplate profile, which extends the original idea of the NCL XTemplate language. Bringing new facilities for template definitions, this new profile is used to further improve the NCL language. X-SMIL also offers support for handling hypermedia relations as first-class entities, through the use of hypermedia connectors - brought to X-SMIL via the NCL XConnector module. Another important goal of this work is to present a framework to facilitate the development of XML documents parsing and processing tools. Based on this framework, several compilers were implemented, permitting, among other features, the conversion of NCL documents into SMIL or X-SMIL specifications and vice- versa.

[pt] A abordagem orientada a objetos do padrão MPEG-4, para a codificação de conteúdo audiovisual, é similar às utilizadas em vários modelos e linguagens de especificação de documentos multimídia/hipermídia. Entre essas linguagens, a NCL (Nested Context Language), utilizada no sistema HyperProp, introduz uma série de novos conceitos que podem ser integrados ao padrão, com vantagens. Esta dissertação propõe, inicialmente, a conversão de documentos especificados em NCL para MPEG-4 (XMT-O) e vice-versa, permitindo que ferramentas de autoria e formatação possam ser utilizadas na especificação e exibição de documentos de ambas as linguagens. Este trabalho também propõe a incorporação de cenas MPEG-4 tanto como objetos de mídia quanto composições da linguagem NCL, permitindo o estabelecimento de relacionamentos entre cenas. Para permitir a exibição desses novos objetos NCL, é incorporado ao Formatador HyperProp um exibidor MPEG-4 capaz de reportar ao controlador a ocorrência de eventos que, entre outras coisas, permite o sincronismo entre cenas MPEG-4 e outros objetos NCL, incluindo outras cenas MPEG-4. Por fim, explorando o conceito de templates introduzido pela linguagem NCL, a capacidade de autoria no MPEG-4 é estendida, através da definição de novas semânticas para as composições da linguagem XMT-O e da concepção de compiladores para essa linguagem. / [en] The MPEG-4 standard object-oriented approach, employed to the encoding of audiovisual content, is similar to those used on many models and languages for multimedia/hypermedia document specification. Among those languages, the NCL (Nested Context Language), used in the HyperProp system, introduces a series of new concepts that can be integrated to the standard, with advantages. Initially, the proposal of this work is to convert NCL to MPEG-4 (XMT-O) documents and vice versa, allowing authoring and formatting tools to be used in the specification and presentation of documents in both languages. This work also proposes both the placing of MPEG-4 scenes as media objects and NCL language compositions, allowing the establishment of relationships among scenes. In order to allow displaying these new NCL objects, an MPEG-4 player is incorporated to the HyperProp Formatter. The MPEG-4 player is able to report to the controller the occurrence of events that, among other things, allows the synchronization between MPEG-4 scenes and othe r NCL objects, including other MPEG-4 scenes. Finally, exploring the concept of templates, introduced by the NCL language, the authoring in the MPEG-4 is improved, by means of the definition of new semantics for XMT-O language compositions and the design of compilers for this language.

[pt] Um sistema de TV Digital (TVD) é definido por um conjunto de especificações que determinam as tecnologias envolvidas na codificação, transmissão, recepção e apresentação de conteúdos, incluindo a especificação da aplicação (programa não-linear), seus vários objetos de mídia e metadados relacionados. Nesse cenário, o suporte a aplicações é realizado por uma camada intermediária de software, ou middleware, posicionada, no ambiente de recepção, entre o código das aplicações e a infra-estrutura de execução (plataforma de hardware e sistema operacional). O projeto e implementação de um middleware para receptores de sistemas de TVD trazem uma série de desafios. Entre eles estão: a eficiência na utilização de recursos, usualmente escassos no dispositivo receptor; o suporte à evolução dinâmica das funcionalidades do middleware; o suporte à recuperação de falhas em tempo de execução; os mecanismos para gerência de localização de recursos, permitindo o uso da mesma sintaxe de autoria em ambientes distintos de recepção; o suporte a edição ao vivo de programas não lineares, ou seja, das aplicações; a definição de uma infra-estrutura de transporte assíncrono de aplicações interativas e comandos de controle e; o controle do ciclo de vida das aplicações interativas, permitindo que aplicações possam ser iniciadas, pausadas e retomadas em qualquer ponto de sua duração, sem perder o histórico de sua evolução. As soluções da maioria dessas questões presentes nos sistemas existentes apresentam algumas limitações importantes, e em alguns casos nem mesmo existem, sendo o problema apenas contornado. O presente trabalho propõe soluções alternativas para as questões levantadas, e as incorpora na especificação do middleware declarativo Ginga-NCL e em sua implementação de referência. O middleware Ginga-NCL e sua linguagem declarativa NCL foram adotados pelo SBTVD-T em 2007. No início de 2009, Ginga-NCL e NCL se tornaram parte dos padrões ISDB-TB e parte da recomendação ITU-R BT 1699. Ainda no início de 2009, Ginga-NCL e NCL tornaram-se a Recomendação ITU-T H.761 para serviços IPTV. / [en] Digital TV (DTV) systems are defined by a set of specifications that establish the technologies involved in the content encoding, transmission, reception and presentation, including the specification of applications (non-linear programs), their various related media objects and metadata. In this scenario, support to applications is accomplished through an intermediary software layer, or middleware, positioned, in the receiving environment, between the application code and the execution infrastructure (hardware platform and operating system). The middleware design and implementation bring a number of challenging issues. Among them are: efficient resource management, since resources are usually scarce in DTV receiver devices; support to dynamic evolution of the middleware functionalities; support to fault recovery at runtime; the mechanisms for resource location management, allowing using the same syntax used in the authoring environment the different receiver environments; support to live editing of nonlinear programs (i.e. applications); the infrastructure definition for the asynchronous transport of interactive applications and control commands; and the life cycle control of interactive applications, allowing applications to be started, paused and resumed at any point in their life duration, without losing their evolution history. Most of these issues are addressed in the existing systems, however with important limitations; some of them are not even addressed, being only treated with workaround tricks. This work proposes alternative solutions to the mentioned issues and incorporates these solutions in the Ginga-NCL declarative middleware specification and in its reference implementation. Ginga- NCL and its declarative NCL language were adopted by SBTVD-T in 2007. In early 2009, Ginga-NCL and NCL have become part of the ISDB-TB standard and part of the ITU-R BT 1699 Recommendation. Even in early 2009, Ginga-NCL and NCL have become the ITU-T H.761 Recommendation for IPTV services.

[pt] Os recentes avanços em tecnologias de reconhecimento, como fala, toque e gesto, deram origem a uma nova classe de interfaces de usuário que não apenas explora múltiplas modalidades de interação, mas também permite múltiplos usuários interagindo. O desenvolvimento de aplicativos com interações multimodais e multiusuários trazem desafios para a sua especificação e execução. A especificação de uma aplicação multimodal é comumente o foco das pesquisas em interação multimodal, enquanto a especificação de sincronismos audiovisuais geralmente é o foco das pesquisas em multimídia. Nesta tese, com o objetivo de auxiliar a especificação de tais aplicações, buscamos integrar conceitos dessas duas pesquisas e propomos estender linguagens multimídia com entidades de primeira classe para suportar recursos multiusuário e multimodais. Essas entidades foram instanciadas nas linguagens NCL e HTML. Para avaliar nossa abordagem, realizamos uma avaliação com desenvolvedores NCL e HTML para capturar indícios de aceitação das entidades propostas e suas sintaxes nessas linguagens. / [en] Recent advances in recognition technologies, such as speech, touch and gesture, have given rise to a new class of user interfaces that does not only explore multiple modalities but also allows for multiple interacting users. The development of applications with both multimodal and multiuser interactions arise new specification and execution issues. The specification of multimodal application is commonly the focus of multimodal interaction research, while the specification of the synchronization of audiovisual media is usually the focus of multimedia research. In this thesis, aiming to assist the specification of such applications, we propose to integrate concepts from those two research areas and to extend multimedia languages with first-class entities to support multiuser and multimodal features. Those entities were instantiated in NCL and HTML. To evaluate our approach, we performed an evaluation with NCL and HTML developers to capture evidences of their acceptance of the proposed entities and instantiations in those languages.